CN101903973A - 水银释放体、使用它的低压放电灯的制造方法、低压放电灯、照明装置以及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供使水银释放效率提高而且在使用于低压放电灯的制造时能够防止玻璃管破损的水银释放体,又,提供防止玻璃管破损,减少水银的使用量的低压放电灯的制造方法,进一步,提供减少水银使用量的低压放电灯、照明装置以及液晶显示装置。为此,水银释放体(100)具有包含钛(Ti)和汞(Hg)的金属间化合物的水银释放部(101),所述金属间化合物包含Ti1.73Hg。
Description
技术领域
本发明涉及水银释放体、使用水银释放体的低压放电灯的制造方法、低压放电灯、照明装置以及液晶显示装置。
背景技术
为了在背光灯用的冷阴极荧光灯等那样的低压放电灯用玻璃管(下面也简称为「玻璃管」)中封入水银,使用含有水银的水银释放体。也就是说,将该水银释放体配置于作为发光管的玻璃管内之后,从外部对其进行加热,利用该热使水银释放出。
在水银释放前的工序中,水银释放体有时候温度达到400℃左右,作为在达到该温度之前稳定的水银释放体(达到该温度之前几乎不释放水银的水银释放体)有例如钛的(Ti)烧结体与水银(Hg)反应形成的Ti3Hg构成的水银释放体(参照例如专利文献1等)。
专利文献1:日本特许第2965824号公报
但是,已有的水银释放体从实用观点上考虑水银释放效率还是很不够的。
又,在低压放电灯的制造工序中,从水银释放体释放水银的情况下,最好是加热温度为400℃~800℃。这是因为,如果在低于400℃的低温下使水银释放出,则在低压放电灯排气时进行的加热会使水银释放出,造成工作环境恶化,另一方面,如果在高于800℃的温度使水银释放,则由于水银释放体自身的热量,玻璃管与水银释放体接触的地方有可能发生熔化,造成破损。
在使用Ti3Hg构成的水银释放体情况下,超过400℃左右开始慢慢释放出水银,但是在800℃附近,水银释放体内还残留大量水银。在这种情况下,为了使残留在水银释放体内的水银释放出,还必须持续进行长时间高温(800℃左右)加热,由于该热量,玻璃管承受负荷,有可能损坏。
又,使用这样的水银释放效率差的水银释放体的情况下,水银释放体必须包含点亮低压放电灯所需要的数量以上的水银。但是水银是有害物质,使用超过需要量的水银不利于环境。
作为钛与水银的金属间化合物(the intermetallic compound),除了Ti3Hg外,还有美国金属协会发行的二元合金相图(Binary AlloyPhase Diagram)(First Printing,October 1986)第1352页记载的TiHg、TixHg(x在常温下为1.73)。
可是,TiHg在高于400℃的温度下的水银释放效率虽然优异,但是由于具有在室温下Ti和Hg会分解的性质,因此会在水银释放工序之前会释放水银,不适合用于灯的制造。
又,TixHg的水银释放特性不清楚,甚至于其生成条件都不清楚。
发明内容
因此,本发明的水银释放体的目的在于,提高水银释放效率,并且在使用于制造低压放电灯时,防止玻璃管的损坏。
又,本发明的低压放电灯的制造方法的目的在于,防止玻璃管的损坏,减少水银的使用量。
又,本发明的低压放电灯、照明装置以及液晶显示装置的目的在于减少水银的使用量。
为了解决上述存在问题,本发明的水银释放体其特征在于,具有包含钛(Ti)与汞(Hg)的金属间化合物的水银释放部,所述金属间化合物包含Ti1.73Hg。
又,本发明的水银释放体最好是所述金属间化合物包含相对于所述水银释放部的全部水银量具有40重量%以上100重量%以下范围内的水银量的所述Ti1.73Hg。
又,本发明的水银释放体最好是,所述金属间化合物除所述Ti1.73Hg外的残余部是Ti3Hg。
又,本发明的水银释放体最好是所述水银释放部被容纳于至少一部分具有开口部的容器的内部。
又,本发明的水银释放体最好是所述容器用铁和镍中的至少一种以上形成。
又,本发明的水银释放体最好是具备所述水银释放材料、以及覆盖所述水银释放材料的金属烧结体构成的烧结体部。
又,本发明的水银释放体最好是所述烧结体部形成为多孔状。
而且,本发明的水银释放体最好是所述烧结体部的气孔率为5%以上。
本发明的低压放电灯的制造方法其特征在于,包含将所述水银释放体插入玻璃管内部的工序、以及对所述水银释放体进行加热的工序。
本发明的低压放电灯其特征在于,具备玻璃管、封装于所述玻璃管的至少一端部的引线、以及安装于所述引线的位于玻璃管内部的端部的电极,在所述引线的位于所述玻璃管内的部分或者所述电极固定技术方案1所述的水银释放体。
本发明的照明装置其特征在于,具备所述低压放电灯。
本发明的液晶显示装置其特征在于,具备所述照明装置。
本发明的水银释放体能够提高水银释放效率,并且用于制造低压放电灯时能够防止玻璃管的损坏。又,本发明的低压放电灯的制造方法能够防止玻璃管的损坏,减少水银的使用量。而且,本发明的低压放电灯、照明装置以及液晶显示装置,能够减少水银的使用量。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的水银释放体的立体图。
图2(a)是表示上述水银释放体的颗粒结构的正面照片,(b)是表示上述水银释放体的颗粒结构的平面照片,(c)是表示上述水银释放体的颗粒结构的包含长边方向中心轴的断面照片。
图3是上述水银释放体的水银释放概念图。
图4是表示所述水银释放体的水银释放部的X射线分析得到的测定结果的曲线。
图5(a)是表示不与水银形成合金的金属颗粒的形状为球形的情况下的水银释放体的颗粒结构的正面照片,(b)是表示上述水银释放体的颗粒结构的平面照片。
图6表示反应时间与金属间化合物生成率的关系。
图7表示加热温度引起的水银释放率变化。
图8是本发明第1实施方式的水银释放体的制造工序图。
图9是本发明第2实施方式的水银释放体的立体图。
图10是上述水银释放体的变形例1的立体图。
图11是本发明第3实施方式的水银释放体的立体图。
图12是本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法的工序A~G的概念图。
图13是本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法的工序H~J的概念图。
图14(a)是本发明第5实施方式的包含低压放电灯的管轴的剖面图,(b)是A部的放大剖面图。
图15(a)是本发明第6实施方式的包含低压放电灯的管轴的剖面图,(b)是B部的放大剖面图。
图16是本发明第7实施方式的照明装置的立体图。
图17是本发明第8实施方式的照明装置的立体图。
图18(a)是本发明第9实施方式的照明装置的正视图,(b)沿图18(a)的A-A’线切割的断面图。
图19是本发明第10实施方式的液晶显示装置的立体图。
图20是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例1的立体图。
图21(a)是上述水银释放体的变形例1的正视图,(b)是上述水银释放体的变形例1的平面图。
图22是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例2的立体图。
图23(a)是上述水银释放体的变形例2的正视图,(b)是上述水银释放体的变形例2的平面图。
图24是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例3的立体图。
图25是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例3的立体图。
图26是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例3的立体图。
图27是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例4的立体图。
图28是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例5的立体图。
图29是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例6的部分被切开的立体图。
符号说明
100、104、106、110、113、114、115、116、118、200、203、300、501 水银释放体
101、107、111、119 水银释放部
102、105、112、117、120 烧结体部
201、206 开口部
202、204 容器
205 狭缝
400 玻璃管
500、600 低压放电灯
502、601 发光管
503、603 电极
504、604 引线
700、800、900 照明装置
1000 液晶显示装置
具体实施方式
第1实施方式
下面对本发明第1实施方式的水银释放体进行说明。
图1是本发明第1实施方式的水银释放体的立体图;图2(a)是表示上述水银释放体的颗粒结构的正面照片;图2(b)是表示上述水银释放体的颗粒结构的平面照片,图2(c)是表示上述水银释放体的包含长边方向中心轴的断面照片。
本发明第1实施方式的水银释放体100(下面称为「水银释放体100」)包含钛(Ti)与汞(Hg)的金属间化合物Ti1.73Hg。
具体地说,水银释放体100具备水银释放部101、以及覆盖水银释放部101的金属烧结体构成的烧结体部102。
在该水银释放体100中,由于具有烧结体部102覆盖水银释放部101的结构,所以如图3所示,在加热时(特别是高频加热时),不仅从水银释放部101露出的两端面,而且能够通过下述多孔的烧结体部102大致从整个面上释放出水银(参照箭头103),其结果是,与水银释放部的表面被金属板等覆盖的情况相比,能够提高水银释放效率,即使是一口气加热的情况下,也能够防止由于蒸汽化的水银造成水银释放部101急剧膨胀导致破裂的情况发生。而且由于水银释放部101与烧结体部102在界面上发生反应,水银释放部101与烧结体部102紧贴强度高,能够防止水银释放部101从水银释放体100洒落。
水银释放部101由钛和水银的合金形成,包含钛和水银的金属间化合物并且作为金属间化合物包含Ti1.73Hg。在这里所谓「合金」至少包含「金属间化合物」,也包含含有「混合物」、「固溶体」等的物质。
金属间化合物Ti1.73Hg的钛和水银的组成比,根据二元合金相图(First Printing,October 1986),在室温的情况下为1.73左右,根据温度等各种条件的不同,可以采用1.09以上,1.73以下范围内的值。
水银释放体100的水银释放部的X射线分析得到的测定结果曲线示于图4。可以看出水银释放体100中作为金属间化合物包含Ti1.73Hg和Ti3Hg。
还有,从水银释放体确定本发明的金属间化合物的确定方法将在下面叙述。水银释放部101形状为例如长度L为3mm,外径Di为1mm的圆柱体,水银含量约为6mg。
又,水银释放部101中也可以包含为二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、以及二氧化硅(SiO2)中的任意一种以上的金属氧化物的烧结体的陶瓷。
这些金属氧化物由于不与水银发生反应,在想要保持水银释放部101的大小为一定而减少水银的含量的情况下,能够补充水银含量减少份额的密度减小,与单纯减少水银含量的情况相比,能够提高水银释放部101的热传导性,提高水银释放部101的加热效率。
还有,陶瓷含量在水银释放部的5重量%以上30重量%以下的范围内更加理想。在这种情况下,想要减少水银含量时,能够适度补充与水银含量减少相应的密度减少份额,与单纯减少水银含量的情况相比,能够提高水银释放部101的热传导性,提高水银释放部101的加热效率。
烧结体102由不与水银形成合金的金属的烧结体构成,形成多孔状。所谓「不与水银形成合金的金属」是指例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)中的至少一种以上不容易与水银反应形成合金的金属。这些金属中,考虑化学性质和工业生产上的要求(成本等),以铁(Fe)、镍(Ni)中的至少一种以上为宜。
还有,构成烧结体部102的金属不限于只是铁或只是镍的一种金属,例如也可以采用铁与镍的混合物,或者也可以使用镀镍的铁。铁镀镍的金属能够实现防止铁的氧化(防止腐蚀)的效果。
又,形成烧结体部102时,如果使用在铁粉中混合镍粉的原料,则能够比只是使用铁粉情况时提高耐蚀性,同时借助于铁粉和镍粉的混合物,能够增大粒径变化。能够增大粒径变化时,就容易控制烧结体部102的气孔率(进而控制热传导率)(关于气孔率的详细情况将在下面叙述)。
又,铁粉与镍粉的混合粉其流动性也能够得到改善,又能够提高成型时的生产效率。加之,镍的比热比铁小,而且热传导率大,因此也能够提高烧结体部102的加热效率。烧结体部102例如长度L为3mm、外径Do为1.4mm。
多孔状烧结体部102的气孔率以5%以上为宜。在这种情况下,水银容易通过烧结体部102,能够提高水银的释放效率。
特别是烧结体部102的气孔率,25%以上更加理想。在这种情况下,水银释放部101释放的水银更容易通过烧结体部102,能够进一步提高水银的释放效率。
还有,烧结体部102的气孔率以60%以下为宜。比60%大时烧结体部102空孔太多,因此在例如对水银释放体100进行高频加热时,水银释放部101的加热效率下降,而且容易发生加热不均匀的情况,水银释放量会发生偏差。
烧结体部102的气孔率利用下面所述公式计算。
〔数学公式1〕
烧结体部102的密度可以利用下面所述方法求得,即将水银释放体100溶解于氢氟酸与硝酸的混合溶液中之后,利用株式会社岛津制作所制造的ICP发光分析装置(ICPS-8000)进行定量分析,以求出烧结体部102的重量,然后除以烧结体部102的体积,求出其密度。在这里,烧结体部102是多孔状的,求出其正确的体积是困难的,因此烧结体部102的体积采用假定烧结体部102中完全没有空隙的情况下的体积。又,所谓烧结体部102的理论密度是指假设烧结体部102中完全没有空隙而求出的虚构的密度。
还有,构成烧结体部102的金属最好是磁性体。因为例如在制造低压放电灯时在密封的玻璃管内配置的水银释放体100的定位,用磁体就能够正确而且容易地实施。作为磁性体的金属,可以选择例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)等。
又可以在烧结体部102中混合吸气剂。通过混合吸气剂,能够吸附氢气(H2)、氧气(O2)等杂质气体,这样可以提高封入玻璃管内的气体的纯度等。作为吸气剂可以采用例如钽(Ta)、铌(Nb)、锆(Zr)、铬(Cr)、铪(Hf)、铝(Al)等或者这些金属的合金等。
又,水银释放部101的总表面积中与烧结体部102接触的部分的表面积的比例最好是在30%以上。在这种情况下,通过提高对水银释放部101的热传导性,能够进一步提高加热效率,得到非常高的水银释放效率。
特别是为了进一步提高其加热效率,最好是水银释放部101的总表面积中与烧结体部102接触的部分的表面积的比例在50%以上。还有,所谓「与烧结体部102接触的部分的表面积」是指,由于烧结体部102是多孔体,所以不包含该多孔的内部的空隙的表面积,是从最外表面的轮廓计算出的表面积。
又,烧结体部102的不与水银形成合金的金属的粒径最好是在5微米以上,40微米以下范围内。在这种情况下,从水银释放部101释放出的水银容易透过,能够提高水银释放效率。
还有,图2(a)~(c)所示的烧结体部102的颗粒的形状为鳞片状,但也不必一定是鳞片状,也可以是多角形状等。但是,在鳞片形状的情况下,可以加大烧结体部102的气孔率,进一步提高水银释放效率。
又,烧结体部102的不与水银形成合金的金属的颗粒形状也可以是球形。图5(a)是表示烧结体部102的不与水银形成合金的金属的颗粒形状为球形的情况下的水银释放体100的颗粒结构的正面照片,图5(b)表示其平面照片。在这种情况下,能够提高流动性,在如下所述进行水银释放体100的成型的挤压工序中,能够从成型机高效率地挤出产品,提高生产效率。
又,烧结体部102的形状如图5(a)和(b)所示,最好是能够覆盖除水银释放部101的端面外的外周面的筒状。在这种情况下,高频加热产生的涡流电流在筒状封闭的内表面流动,能够提高水银释放部101的加热效率。
(实验1)
发明人根据Ti1.73Hg是Ti3Hg和TiHg的中间的组成,考虑其具有Ti3Hg与TiHg的中间的性质的可能性。但是根据美国金属协会发行的二元合金相图(First Printing,October 1986)第1352页记载的钛与水银的相图,不能够了解到Ti1.73Hg的稳定的生成条件。
因此,本发明人改变投入到加热容器中的烧结体数目和水银量使其反应,成功地得知了图6所示的一定温度下的反应时间(钛与水银进行反应的时间)与相对于水银释放部的全部水银量的各金属间化合物的水银量之间的关系。
图6上,实线表示Ti1.73Hg,虚线表示TiHg,一点锁线表示Ti3Hg。还有,组成比例用下述方法求得,还有,在实验中,不能够确定Ti1.73Hg、TiHg以及Ti3Hg的生成(反应)开始时和生成(反应)结束时,但是Ti1.73Hg、TiHg以及Ti3Hg三者生成的倾向如图6所示。
如图6所示,在反应时间达到规定时间之前,随着反应时间的增加,Ti1.73Hg的生成也增加,另一方面,TiHg的生成减少。而且,一旦反应时间超过规定的时间,随着反应时间的增加,Ti1.73Hg的生成减少,Ti3Hg的生成增加。
这种倾向不管是使反应加快还是使反应放慢都同样能够看到。也就是说,只要从反应开始时间起到例如表示Ti1.73Hg的生成的线段与表示Ti3Hg的生成的线段交叉的反应时间为止的时间变长或变短,表示Ti1.73Hg的生成的线段就成为山峰状。烧结体内的钛与水银的反应因反应温度、投入加热容器的钛的量(钛的表面积)、投入加热容器的水银量而变化,通过使该反应的进行变慢,能够确认Ti1.73Hg的生成。例如,如果使反应温度降低,则反应的进行变慢(也就是说,图6的曲线向横轴方向扩张),Ti1.73Hg的生成容易确认。又,与此相反,如果使反应温度升高,则Ti3Hg的生成加速,因此不容易确认有Ti1.73Hg的生成。
也就是说,发明人根据实验1的结果,发现通过控制钛与水银的反应的进行,能够制作水银释放体100。
(实验2)
接着,发明人为了确认水银释放体100比已有的水银释放体提高了水银释放效率,进行了测定水银释放量的实验。
在实验中,作为实施例,采用水银释放部的直径为1mm,烧结体部的外径为1.4mm,长度为3mm的含6毫克水银的水银释放体100。具体地说,以金属间化合物包含相对于水银释放部的水银量具有20重量%的水银量的Ti1.73Hg的试样作为实施例1,以同样包含相对于水银释放部的水银量具有40重量%的水银量的Ti1.73Hg的试样为实施例2,以同样包含相对于水银释放部的水银量具有60重量%的水银量的Ti1.73Hg的试样为实施例3,以同样包含相对于水银释放部的水银量具有90重量%的水银量的Ti1.73Hg的试样为实施例4。
又,比较例使用与上述实施例1~4相同尺寸且含有相同量的水银、金属间化合物以Ti3Hg形成而不含Ti1.73Hg的试样。还有,实施例以及比较例是在水银的反应时间为一定的状态下通过改变温度制作的。
水银释放部包含的金属间化合物中的Ti1.73Hg的比例用下述方法确定。
(1)将水银释放体浸渍于王水中。以此将水银释放体中的金属间化合物即Ti1.73Hg以及Ti3Hg溶解于王水中。这时在水银释放体中残留单质的钛(Ti)的情况下,作为残渣残留。
(2)溶解于王水中的钛和水银的量利用株式会社岛津制作所的ICP发光分析装置(ICPS-8000)定量,求出金属间化合物中钛和水银的比例,根据Ti1.73Hg和Ti3Hg的比例计算,确定金属间化合物中Ti1.73Hg的比例。
还有,在水银释放体中有可能包含单质Hg、TiHg的情况下,在浸渍于王水之前浸渍于硝酸,使单质Hg、TiHg溶解,进行定量。这时Ti1.73Hg和Ti3Hg不溶解于硝酸。
在实验中,分别制作10个试样,实验中,对各试样逐个以相同的加热速度进行加热,利用日本リガク株式会社制造的热天平分析装置(TG8101D)在无氧气氛中对其水银释放量(水银释放体的重量减少量)进行测定,计算相对于水银含量(6mg)的水银释放效率,在各试样中求10个试样的平均值。图7分别表示各试样的加热温度产生的试水银释放率的变化。
如图7所示,任何一个水银释放体都是在加热温度超过400℃,在500℃附近开始释放水银,而对于加热温度为800℃的水银释放率,结果有很大的不同。
也就是说,金属间氧化物中包含Ti1.73Hg(图中的实施例1~4),因而可以确认在加热温度为800℃,与已有的以Ti3Hg形成的水银释放体(图中的比较例)相比,水银释放效率得到提高。又可以确认,随着金属间化合物中的Ti1.73Hg的比例的增加,水银释放体的水银释放效率跟着提高。也就是说,存在于水银释放部的金属间化合物中包含Ti1.73Hg的情况下,能够使水银释放效率比已有的水银释放体进一步提高。
而且,金属间化合物最好是包含相对于水银释放部的水银量有40重量%以上100重量%以下范围内的水银量的Ti1.73Hg(图中的实施例2~4)。在这种情况下,在加热温度800℃时,与已有的水银释放体相比,能够使其释放出约6倍的量的水银。
而且最好是包含相对于水银释放部的水银量具有60重量%以上,100重量%以下范围内的水银量的Ti1.73Hg(图中的实施例3、4)。在这种情况下,在800℃可以放出含有的水银量的50%以上的水银。
还有,要使金属间氧化物全部为Ti1.73Hg在制造上是困难的。这是因为,如图6所示,在金属间化合物的制造过程中,随着时间而减少的TiHg和随时间增加的Ti3Hg的关系中,使这些TiHg、Ti3Hg的生成为0%是困难的。从而,金属间化合物包含相对于水银释放部的水银量具有90重量%以下范围的水银量的Ti1.73Hg更加理想,但是如果能够使金属间化合物全部为Ti1.73Hg,则包含相对于水银释放部的水银量具有100重量%以下范围的水银量的Ti1.73Hg,这当然是理想的。
又,金属间化合物最好是除了Ti1.73Hg以外留下的是Ti3Hg。
在这种情况下,金属间化合物包含Ti3Hg,能够实质上(在不能够实测的程度上)抑制在室温下分解的TiHg的生成,能够防止在100℃等的低温下释放出水银(这也可以从图7的比较例的金属间化合物由Ti3Hg构成的情况推测出)。
下面对本发明的第1实施方式的水银释放体的制造方法进行说明。图8表示其制造工序。
如图8所示,首先准备原料粉末。具体地说,是作为水银释放部101的材料的例如钛粉和作为烧结体部102的材料的例如铁粉。
(混合·混匀工序)
接着,将钛粉和铁粉分别添加黏合剂和各种添加剂、水后加以混合,充分混匀。黏合剂为例如甲基纤维素。借助于此,制作钛坯料和铁坯料。
(挤压成型工序)
接着将钛坯料和铁坯料分别投入第1、第2挤压成型机(未图示)。在该第2挤压成型机设置同轴2层挤压用的模具。然后,从第1挤压成型机导出棒状的钛成型体,将该钛成型体引入第2挤压成型机的模具部分,连续成型为在外侧叠层铁坯料的同轴结构的圆柱体状的成型体。其后使该成型体干燥到规定硬度。还有,成型方法不限于挤压成型,可以采用压力成型或将钛坯料成型为棒状后将其浸渍于做成浆液的铁中等的方法。
(切割工序)
接着,将成型体按规定长度进行切割。可以利用该切割的长度调节水银释放体100中的水银含量使其为规定含量。还有,除此以外,水银释放体100的水银含量可以通过改变钛坯料的黏合剂量、水银释放部101的外径、烧成工序中的烧成温度等加以调节。
(烧结工序)
接着,在氩气气氛下将成型体在例如500℃温度下加热,去除成型体内的黏合剂。然后,在真空气氛中以例如900℃进行烧结,制作烧结体。
(水银反应工序)
其后,将烧结体与水银投入加热容器中,利用真空泵使加热容器为真空状态,在500℃~600℃左右的温度下进行长时间、例如4小时~16小时左右的加热,使构成烧结体的钛与加热容器内的水银合金化形成水银释放部101。这时,在水银释放部101生成Ti1.73Hg。
而且由于铁不与水银形成合金,因此在铁的烧结体内没有水银残留,在钛的烧结体内形成钛与水银的合金(本发明的「金属间化合物」),完成水银释放体100的制作。
如上所述,如果采用本发明的第1实施方式的水银释放体100的结构,则能够提高水银释放效率,并且使水银充分释放而不需要长时间高温持续加热,因此在使用于低压放电灯的制造时,能够防止玻璃管的损坏。
第2实施方式
下面对本发明第2实施方式的水银释放体进行说明。图9是本发明第2实施方式的水银释放体的立体图。
在第1实施方式的水银释放体100中,其水银释放部101利用金属的烧结体部102覆盖,但是本发明第2实施方式的水银释放体200(以下称为「水银释放体200」),其水银释放部存放于至少一部分具有开口部201的容器202内部,除了这点外,与本发明第1实施方式实质上具有相同的结构。
容器202为例如铁制圆筒形状,外径为1.4mm,内径为1mm,高度为3mm。容器202由于是圆筒形状,其两端部具有开口部201。水银释放体200借助于加热,能够从水银释放部101通过开口部201释放出水银。
容器202的材料不限于铁,最好是磁性体。在这种情况下,具有如下所述效果,即将水银释放体200使用于制造放电灯时,可以在将水银释放体插入玻璃管内之后,利用磁力调节水银释放体200的配置位置。
作为磁性体的金属,可以选择例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)等。这些金属中,如果考虑化学性质和工业生产要求(成本等),则最好是选择铁(Fe)和镍(Ni)中的至少一种以上。
还有,构成容器202的金属不限于仅铁一种或仅镍一种金属,例如也可以采用铁和镍的混合物,或也可以采用镀镍的铁。采用对铁镀镍的金属能够实现防止铁氧化(防止腐蚀)的效果。
容器202的形状不限于圆筒形状,例如也可以是图10所示的梯形筒状的多面体形状。在这种情况下,将水银释放体203使用于低压放电灯的制造时,可以减小插入玻璃管时与玻璃管接触的面积,因此能够防止由于水银释放体203的热量而损坏玻璃管的情况发生。
又,如图10所示,也可以在容器204侧面设置狭缝205。在这种情况下,能够通过狭缝205从容器内部的水银释放部101放出水银,因此能够提高水银释放效率。在这种情况下的容器的所谓开口部,不仅是容器两端部的开口部206,也包含狭缝205。
下面,对本发明第2实施方式的水银释放体200的制造方法进行说明。
(水银合金粉制作工序)
首先,准备原料粉末。具体地说,准备作为水银释放部101的材料的水银合金粉(例如,钛与水银的合金粉)。
(成型工序)
接着,借助于压缩成型等方法使该合金粉成型为水银释放部101,在本实施方式中,制作圆柱形状的水银释放部101。
(插入容器中的工序)
此后,将该水银释放部101配置于容器202、204。具体地说,将铁(Fe)或镍(Ni)形成的板材卷绕在圆柱形状的水银释放部101上,以此形成容器202、204,同时,将水银释放部101配置于容器内,可以制作水银释放体200、203。
又,可以在成型为筒状(例如圆筒状)的容器202中插入水银释放部101,制作水银释放体200。
如上所述,如果采用本发明第2实施方式的水银释放体200、203的结构,则通过改变汞齐的成分能够比已有的水银释放体提高水银释放效率,并且不必为了充分释放水银而长时间以高温持续进行加热,因此,在用于制造低压放电灯时,能够防止玻璃管的损坏。
第3实施方式
下面对本发明第3实施方式的水银释放体进行说明。图11是表示本发明第3实施方式的水银释放体的立体图。
本发明第3实施方式的水银释放体300(以下称为「水银释放体300」)不存在烧结体部102和容器202、204,只由水银释放部101构成,除了这点外,具有与本发明第1和第2实施方式的水银释放体实质上相同的结构。
水银释放体300由圆柱形状的水银释放部构成。水银释放体300的大小为例如直径1.4mm,长度3mm。
还有,水银释放体300的形状不限于圆柱形状。例如也可以是球形形状、多面体形状等。
又,水银释放部101也可以包含磁性体,在这种情况下,具有如下所述效果,即将水银释放体300使用于低压放电灯的制造时,在将水银释放体300插入玻璃管内之后,可以利用磁力调节水银释放体300的配置位置。作为磁性体的金属可以选择例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)等。考虑到化学性质和工业生产要求(成本等),即使在这些金属中也最好是采用铁(Fe)和镍(Ni)中的至少一种以上。
下面,对本发明第3实施方式的水银释放体300的制造方法进行说明。首先,准备原料粉末。具体地说,准备作为水银释放部101的原料的例如钛粉。
(混合·混匀工序)
接着,在钛粉中添加黏合剂和各种添加剂、水后进行混合,充分混匀。黏合剂是例如甲基纤维素。借助于此,制作钛坯料。
(成型工序)
接着,将钛坯料投入挤压成型机(未图示)。然后,从挤压成型机中引出棒状的钛成型体,其后使该成型体干燥到规定的硬度。还有,成型方法不限于挤压成型,也可以用压力成型等方法。
(切割工序)
接着,将成型体以规定长度进行切割。借助于该切割的长度,能够将水银释放体300中的水银含量调整为所希望的量。还有,除此以外水银释放体300的水银含量还可以通过改变钛坯料中的黏合剂量、水银释放部101的外径、烧成工序中的烧成温度等进行调节。
又,在成型工序中,利用压力成型等方法成型为一个最终产品的大小的情况下,也可以省去切割工序。
(烧结工序)
接着,在氩气气氛中将成型体在例如500℃的温度下进行加热,去除成型体内的黏合剂。然后,在真空气氛中用例如900℃温度进行烧结制作烧结体。
(水银反应工序)
其后,将烧结体与水银投入加热容器,利用真空泵使得加热容器为真空状态,然后,在500℃~600℃左右的温度进行长时间、例如4小时~16小时左右的加热,使钛与水银合金化。
这时,在钛的烧结体内形成钛与水银的合金,完成了水银释放体300的制作。
如上所述,如果采用本发明第3实施方式的水银释放体300,则由于在该水银释放体300中包含Ti1.73Hg,所以能够提高水银释放效率,并且能够使水银充分释放,又不需要长时间持续进行高温加热,因此,在使用于低压放电灯的制造时能够防止玻璃管的损坏。
第4实施方式
本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法,是在制造工序的中途取出水银释放体,在成品灯中没有水银释放体的低压放电灯的制造方法。
本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法包含将本发明第1实施方式的水银释放体插入玻璃管内部的工序、以及对上述水银释放体进行加热的工序。
下面,将该制造工序的工序A~工序G的概略图示于图12,将工序H~工序J的概略图示于图13。
(工序A)
首先,使准备的直管状玻璃管400下垂,将其下端部浸入容器401内的荧光体悬浊液402中。在该荧光体悬浊液402中,包含例如蓝色、红色、绿色的荧光体颗粒。通过使玻璃管400内为负压,将容器401内的荧光体悬浊液402吸上来,在玻璃管400内表面涂布荧光体悬浊液。
将荧光体悬浊液402吸上来时,利用光学传感器403检测液面,并且进行设定使液面达到玻璃管400的规定高度。由于受到荧光体悬浊液402的粘度和液面的表面张力等的影响,这时的液面高度的误差比较大,有±0.5mm左右的误差。
(工序B)
接着,从负压状态开放成大气压状态的状态,其后将玻璃管400的下端部从荧光体悬浊液402中提起,使玻璃管400内部的多余的荧光体悬浊液402向外部排出。以此在玻璃管400的内周的规定区域涂布荧光体悬浊液形成膜状。
接着,使涂布于玻璃管400内的荧光体悬浊液402干燥后,对玻璃管400内表面,插入刷子404等,将玻璃管400端部的不要的荧光体部分去除。
接着,将玻璃管400移送到未图示的加热炉内,对玻璃管400内表面附着的荧光体颗粒进行烧成,得到荧光体层405。
(工序C)
其后,在形成了荧光体层405的玻璃管400的一端部,插入包含电极406、玻璃珠407、以及引线408的电极单元409后,进行临时固定。所谓临时固定是指,用火焰410对玻璃珠407所处的玻璃管400的外周部分进行加热,将玻璃珠407的外周的一部分固定于玻璃管400内周面。由于只有玻璃珠407的外周的一部分固定着,所以能够维持玻璃管400的管轴方向的通气性。还有,电极40是所谓冷阴极型电极。
(工序D)
接着,将玻璃管400上下倒置,从先前插入电极单元409的一侧的相反侧向玻璃管400插入与电极单元409实质上相同结构的包含电极411、玻璃珠412、以及引线413的电极单元414,然后,用火焰对玻璃珠412所处位置的玻璃管400的外周部分进行加热,将玻璃管400封装进行气密封(第1封装)。又,第1封装的封装位置偏离设定值的误差为0.5mm左右。
还有,工序C中的电极单元409的插入位置以及工序D中的电极单元414的插入,最好是调整其插入量,以实现使玻璃管两端部封装后的玻璃管的两端部起分别延伸的不存在荧光体层405的区域的长度不同的插入位置。
在这种情况下,另一端部侧的电极单元414,与一端部侧的电极单元409相比,被插入到比与荧光体层405重叠的位置更深的地方。这样的结构被认为合适的理由如下。
也就是说,在灯的一端部和另一端部,荧光体层405的厚度往往存在差异,将多支灯同方向地组装到背光灯单元等照明装置中时,照明装置总体辉度存在不均匀的情况。为了防止发生这种情况,考虑将例如灯的一端部与另一端部交替地组装到照明装置中。因为这时可以用传感器等自动、容易地识别灯的一端和另一端。传感器如果采用200万像素的图像传感器,由于可以将1个像素设定为0.1mm,所以能够以0.1mm为单位实现测定精度。
如果考虑这些情况,在玻璃灯管的一端部侧和另一端部侧如果不存在荧光体层405的区域的长度之差至少为2mm以上,就能够可靠地用传感器识别其长边方向上的朝向。
还有,在玻璃灯管的一端部侧和另一端部侧,如果不存在荧光体层405的区域的长度之差至少为3mm以上,就能够更可靠地用传感器识别长边方向上的朝向。在这种情况下,图像传感器也可以是能够以0.5mm为单位实现测定精度的传感器。又,长度之差的上限值为例如8mm左右,如果大于8mm,则对发光没有贡献的不存在荧光体层405的区域偏长,不能够确保有效发光长度。
(工序E)
接着,用火焰416进行加热,使玻璃管400中电极单元409与靠近该电极单元409的一方的玻璃管400的端部之间的一部分直径缩小,形成缩颈部400a。其后,从该端部将本发明第1实施方式的水银释放体100投入玻璃管400内,使其挂在缩颈部400a上(将水银释放体100插入玻璃管400内部的工序)。
(工序F)
接着,依序进行玻璃管400内部的排气和向玻璃管400内充填封入气体的操作。具体地说,将供排气装置(未图示)的头部装在玻璃管400的水银释放体100侧的端部,首先,将玻璃管400内进行排气,同时利用加热装置(未图示)从外周对整个玻璃管400进行加热。以此使玻璃管温度为400℃左右,将包括荧光体膜405中潜在的杂质气体在内的玻璃管400内的杂质气体排出。停止加热后充填规定量的封入气体(例如以氩气:95%、氖气:5%的分压比混合的混合稀有气体等。
(工序G)
充填了封入气体后,用火焰417对玻璃管400的水银释放体100侧的端部进行加热后将其封装。
(工序H)
接着,在图13所示的工序H,利用配置于玻璃管400周围的高频振荡线圈(未图示)对水银释放体100进行感应加热使水银释放体100释放出水银(对水银释放体100进行加热的工序)。还有,水银释放体100的加热方法可以采用例如用燃气火焰加热或光加热等各种公知的方法。其后在加热炉418内对玻璃管400进行加热,使释放出的水银向电极单元414的电极411方移动。
(工序I)
接着,用火焰419对玻璃珠407所处位置的玻璃管400的外周部分进行加热,将玻璃管400封装,实现气密封。该一端部的封装位置偏离设定值的误差和另一端部一样为±0.5mm左右。
(工序J)
接着,将玻璃管400中比上述一端部的封装部分更靠水银释放体100侧的端部部分切下。
就这样完成了低压放电灯的制作。
如上所述,如果采用本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法的结构,由于采用第1实施方式中说明的水银释放体100,所以没有必要为了使水银充分释放而长时间持续进行高温加热,使用于低压放电灯的制造时,可以防止玻璃管的损坏。
又,由于使用水银释放效率好的水银释放体100。能够减少使水银释放体中含有的水银量,换句话说,能够减少灯的水银使用量,能够减少对环境的不良影响。
还有,在本实施方式中,对使用本发明第1实施方式的水银释放体100的情况进行了说明,但是此外也可以使用本发明第2实施方式的水银释放体200、203、本发明第3实施方式的水银释放体300以及下述变形例的其他水银释放体。
第5实施方式
图14(a)表示包含本发明第5实施方式的低压放电灯500(以下简称「灯500」)的管轴的剖面图,图14(b)表示A部的放大剖面图。如图14(a)所示,灯500是冷阴极荧光灯,不同于用本发明第4实施方式的低压放电灯制造方法制造的低压放电灯,在灯500内部残留有水银释放体501。
灯500由玻璃管502、电极503、以及引线504构成。玻璃管502为直管状,垂直于其管轴切开的断面大致为圆形。该玻璃管502是例如外径3.0mm、内径2.0mm、全长750mm的玻璃管,其材料为硼硅酸玻璃。以下所示的灯500的尺寸是对应于外径3.0mm、内径2.0mm的玻璃管502的尺寸的值。
还有,在灯是冷阴极荧光灯的情况下,最好是内径在1.4mm~7.0mm范围、壁厚在0.2mm~0.6mm范围,全长1500mm以下。这些值是一个例子,并非限于这些值。
在玻璃管502的内部,相对于玻璃管502的容积(端部封闭的状态下的容积)以一定的比例、例如0.6(mg/cc)封入水银,又以规定的封入压力、例如60Torr封入氩气、氖气等的稀有气体。
还有,上述稀有气体采用氩气与氖气以Ar=5%、Ne=95%的分压比混合的气体,但是,本发明不限于这些混合气体的种类和分压比。
又,在玻璃管502的内表面上形成荧光体层505。使用于荧光体层505的荧光体颗粒由包括例如红色荧光体颗粒(Y2O3:Eu3+)、绿色荧光体颗粒(LaPO4:Ce3+、Tb3+)、以及蓝色氧化体颗粒(BaMg2Al16O27:Eu2+)的荧光体形成。
又,可以在玻璃管502的内表面与荧光体层505之间设置例如氧化钇(Y2O3)等的金属氧化物的保护膜(未图示)。
进一步,从玻璃管502的两端部向外部引出引线504。引线504通过玻璃珠506封装于玻璃管502的两端部。
该引线504是由例如钨丝构成的内部引线504a与镍构成的外部引线504b形成的连接线。内部引线504a的线径为1mm,全长为3mm,外部引线504b的线径为0.8mm,全长为5mm。
内部引线504a的前端部上固定着空心型的例如有底筒状的电极503。其固定利用例如激光焊接方法进行。
电极503各部分的尺寸为例如电极长度5mm、外径1.70mm、内径1.50mm、壁厚0.10mm。
如图14(b)所示,至少一方的内部引线504a的电极503与玻璃珠506之间固定着水银释放体501。水银释放体501是在本发明第1实施方式的水银释放体100上形成使内部引线通过用的贯通孔501a的水银释放体。还有,水银释放体501也可以不固定于引线504,而固定于电极503。
如上所述,如果采用本发明第5实施方式的低压放电灯的结构,则由于使用水银释放效率高的水银释放体501,可以减少水银释放体501中包含的水银量,换句话说,可以减少1支灯使用的水银量,能够减小对环境的不良影响。
第6实施方式
图15(a)是包含本发明第6实施方式的低压放电灯(以下简称为「灯60」)的管轴的剖面图,图15(b)是B部的放大剖面图。如图14(a)所示,灯600是热阴极荧光灯,不同于利用本发明第4实施方式的低压放电灯的制造方法制造的低压放电灯,灯600内部残留有水银释放体501。
灯600是热阴极荧光灯,由玻璃管601与电极安装台602构成。
玻璃管601是例如全长1010mm、外径18mm、壁厚0.8mm,在其两端部封装着电极安装台602。
在玻璃管601内表面形成荧光体层505,在玻璃管601的内部,除了封入水银(例如4mg~10mg)外,作为缓冲气体,以例如600Pa气体压力封入氩气(Ar)和氪气(Kr)的混合气体(例如氩气50%、氪气50%的分压比的混合气体)。
如图15(a)所示,电极安装台602是所谓玻璃珠安装台,由钨丝制造的灯丝(filament)电极603、支持该灯丝电极603的一对引线604、支持固定该一对引线604的玻璃珠605构成。还有,灯丝电极603是所谓热阴极型的电极。
如图15(b)所示,在至少一方的电极安装台602的引线604上,固定着水银释放体501。但是,在这里使用的水银释放体501的贯通孔501a是适合引线604的线径的贯通孔。
在电极安装台602中的玻璃管601的端部封装的是引线604的一部分,具体地说,是从玻璃珠605向灯丝电极603的相反侧延伸的部分。还有,电极安装台602是利用例如压紧密封方法封装于玻璃管601上的。
还有,在玻璃管601的至少一方端部,与电极安装台602一起还安装有排气管残余部606。该排气管残余部606在封装电极安装台602后将玻璃管601内排气或封入上述封入气体等时使用,将封入气体等封入玻璃管601内部完成后,在排气管残余部606中位于玻璃管601的外部的部分实施例如压紧密封。
如上所述,如果采用本发明第6实施方式的低压放电灯600的结构,由于使用水银释放效率良好的水银释放体501,能够减少使水银释放体501包含的水银量,换句话说,可以减少一支灯使用的水银量,能够减少对环境的危害。
第7实施方式
图16是本发明第7实施方式的照明装置700的分解立体图。本发明第7实施方式的照明装置700是正下方式的背光灯单元,具备一个面开口的长方体状的筐体701、容纳于该筐体701内部的多支灯500、将灯500电气连接于点灯电路(未图示)用的一对插座702、以及覆盖筐体701的开口部的光学片类703。还有,灯500是本发明第5实施方式的低压放电灯500。
筐体701是例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂制造的,在其内表面蒸镀银等金属而形成反射面704。还有,作为筐体701的材料,也可以利用除树脂以外的材料、例如铝或冷轧材料(例如SPCC)等金属材料构成。
又,作为内表面的反射面704,除了金属蒸镀膜外,也可以将例如在PET树脂中添加碳酸钙、二氧化钛等以提高反射率的反射片贴在筐体701上。
在筐体701的内部,除了插座702外,还配置例如绝缘体705和盖706。具体地说,插座702与灯500的配置对应地在筐体701的短边方向(纵方向)上分别以规定的间隔进行设置。插座702是用例如不锈钢或磷青铜构成的板材加工而成的,具有外部引线504b嵌入用的嵌入部702a。而且外部引线504b能够使嵌入部702a弹性变形地将嵌入部702a推开而嵌入。其结果是,被嵌入到嵌入部702a中的外部引线504b被嵌入部702a的恢复力压住而不容易脱出。借助于此,能够将外部引线504b容易地嵌入嵌入部702a中,而且能够使其不容易脱出。
插座702用绝缘体705覆盖以避免相邻的插座702相互之间发生短路。绝缘体705用例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂构成。还有,绝缘体705不限于上述结构。插座702由于在灯500的工作中处于比较高温的内部的电极503附近,所以绝缘体705最好用具有耐热性的材料构成。作为具有耐热性的绝缘体705的材料,可以使用例如聚碳酸酯(PC)树脂或硅橡胶等。
也可以在筐体701内部,在需要的地方设置灯支架707。在筐体701内侧的固定500的位置的灯支架707用例如PC(聚碳酸酯)树脂构成,具有与灯500的外表面形状配合的形状。所谓「需要的地方」,是指灯500的长边方向的中央部附近那样的,在灯500全长超过例如600mm的长灯管的情况下,消除灯500的弯曲变形需要设置灯支架的场所。
盖706是将插座702与筐体701的内侧的空间区隔开的构件,用例如PC(聚碳酸酯)树脂构成,能够为插座702周边保温,同时至少使筐体702侧的表面具有高反射性,这样可以减少灯500的端部的辉度下降。
筐体701的开口部用透光性的光学片类703覆盖,密封以避免垃圾和尘埃等异物进入内部。光学片类703是将漫射板708、漫射片709、以及透镜片710叠层构成的。
漫射板708是例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂板构成的,堵塞着筐体701的开口部配置。漫射片709是例如聚酯树脂制造的。透镜片710是例如丙烯酸树脂与聚酯树脂贴合的透镜片。这些光学片类703分别依序重叠于漫射板708配置。
如上所述,如果采用本发明第7实施方式的照明装置700的结构,由于采用水银用量少的灯,因此能够实现对环境危害小的照明装置。
第8实施方式
图17是本发明第8实施方式的照明装置的部分切开的立体图。本发明第8实施方式的照明装置800(以下称为「照明装置800」)是侧光(edge light)方式的背光灯单元,由反射板801、灯500、插座(未图示)、导光板802、漫射片803、以及棱镜片804构成。
反射板801包围着除了液晶面板侧(箭头Q)的导光板802周围的面而配置,由覆盖导光板802的底面的底面部801b、覆盖除了配置灯500的侧的侧面的侧面部801a、以及覆盖灯500的周围的曲面状的灯侧面部801c构成,灯射出的光线从导光板802被反射到液晶面板(未图示)侧(箭头Q)。又,反射板801由例如薄膜状的PET上蒸镀银的板或叠层铝等金属箔的板等构成。
插座与使用于本发明第7实施方式的照明装置700的插座702实质上具有相同的结构。还有,在图17中,为了图示方便,灯500的端部被省略。
导光板802是用于将反射板801反射的光线引向液晶面板侧的构件,由例如透光性塑料构成,在照明装置800的底面上设置的反射板801的底面部801b上叠层。还有,材料可以使用聚碳酸酯(PC)树脂或COP(环烯)。
漫射片803是用于扩大视野的构件,由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)树脂或聚酯树脂制造的具有漫射透射功能的薄膜构成,叠层在导光板802上。
棱镜片804是用于提高辉度的构件,由例如丙烯酸系树脂与聚酯树脂相互贴合的薄片构成,叠层于漫射片803上。还可以在棱镜片804上再叠层漫射板。
还有,在本实施方式的情况下,除了灯500的周方向的一部分(插入照明装置800的情况下的导光板802侧)外,也可以是在玻璃管502的外表面设置反射片(未图示)的孔(aperture)型灯。
如上所述,如果采用本发明第8实施方式的照明装置800的结构,由于采用水银使用量少的灯,因此能够实现对环境危害小的照明装置。
第9实施方式
图18(a)表示本发明第9实施方式的照明装置的正视图,图18(b)表示图18(a)的A-A’线的剖面图。本发明第9实施方式的照明装置900(以下称为「照明装置900」)是使用一般照明用的环状荧光灯的照明器具。
照明装置900用主体部901、盘状部902、灯支架903、插座904、灯905构成。
主体部901在其内部容纳点灯电路(未图示)等,从例如其上部引出电气连接部(未图示),从例如其侧面部引出与灯905的灯头906电气连接用的插座904。
盘状部902是支持主体部901、灯支架903的构件,例如具有圆盘形状。
灯支架903安装于盘状部902下表面,利用设置于其下端的例如C字形的挟持片来支持灯905,可以防止灯905落下。
灯905是环状的热阴极荧光灯,除了形状为环状以及灯头906位于灯905的中间部以外,实质上与第6实施方式的低压放电灯600具有相同的结构。
如上所述,如果采用本发明第9实施方式的照明装置900的结构,则可以使用水银用量少的灯,因此能够实现对环境危害小的照明装置。
第10实施方式
图19表示本发明第10实施方式的液晶显示装置的概要。如图19所示,液晶显示装置1000是例如32英寸的电视机,具备包含液晶面板等的液晶画面单元1001、本发明第7实施方式的照明装置700、以及点灯电路1002。
液晶画面单元1001是公知的构件,具备液晶面板(滤色基板、液晶、TFT基板等)(未图示)、驱动模块等(未图示),根据从外部来的图像信号形成彩色图像。
点灯电路1002使照明装置700内部的灯500点亮。而且,灯500是在点灯频率40kHz~100kHz、灯电流3.0mA~25mA的条件下工作的。
还有,在图19中,作为液晶显示装置1000的光源装置,对在本发明第7实施方式的照明装置700插入第5实施方式的低压放电灯500的情况进行了说明,但是并不限于此,也可以使用本发明第6实施方式的低压放电灯600。又,对于照明装置,也可以使用本发明第8实施方式的照明装置800。
如上所述,如果采用本发明第10实施方式的液晶显示装置的结构,则采用水银用量少的灯,因此能够实现对环境危害小的液晶显示装置。
(变形例)
以上根据上述各实施方式所示的具体例对本发明进行了说明,但是本发明的内容当然不限于各实施方式所示的具体例子,例如也可以使用以下所述的变形例。
1.水银释放体的变形例
(1)变形例1
图20是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例1的立体图,图21(a)是上述水银释放体的变形例1的正视图,图21(b)是上述水银释放体的变形例1的平面图。本发明第1实施方式的水银释放体的变形例1(以下简称为「水银释放体104」)与本发明第1实施方式的水银释放体100其外形形状不同。因此对其形状进行详细说明,而对于其他方面的说明则省略。
水银释放体104其端部形成为斜坡(taper)形状。具体地说,水银释放体104的烧结体部105的端部形成斜坡形状105a。
水银释放体104由于其端部形成斜坡状,在移送时能够防止与其他水银释放体发生冲撞导致损坏。又,由于水银释放体104的端部形成为斜坡状,因此在制作小直径管的低压放电灯时,容易将水银释放体104放入玻璃管中。还有,也可以只有水银释放体104的一个端部形成为斜坡状。
(2)变形例2
图22是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例2的立体图,图23(a)是上述水银释放体的变形例2的正视图,图23(b)是上述水银释放体的变形例2的平面图。本发明第1实施方式的水银释放体的变形例2(以下简称为「水银释放体106」)与本发明第1实施方式的水银释放体100的不同在于其水银释放部107的形状。因此下面将对其形状进行详细说明,而其他方面省略。
水银释放体106形成为筒状,在水银释放部107的例如包含中心轴的其轴方向上形成贯通孔107a。
水银释放体106为筒状,水银能够从其内表面和烧结体部102侧的两侧释放,能够进一步提高水银释放效率。还可以在水银释放体106内表面形成烧结体部。在这种情况下,进行高频加热时,高频加热的涡流电流也达到水银释放体106的内表面,能够提高水银释放部107的加热效率,进一步提高水银释放效率。
又,图22和图23所示的水银释放体形成为圆筒形状,但是并不限于此,也可以是多角形的筒状等。
但是,贯通孔107a的直径Dh的相对于水银释放部107的外径Di的比例最好是在5%以上60%以下的范围内。在这种情况下,Dh如果过小,则释放效率不那么容易提高,而如果过大,则不能得到规定的水银含量,而且加热效率也下降。
(3)变形例3
图24是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例3的立体图。本发明第1实施方式的水银释放体变形例3(以下称为「水银释放体110」)与本发明第1实施方式的水银释放体110的形状不同。因此,下面对其形状进行详细说明,而其他方面省略。
水银释放体110为平板状。具体地说,水银释放体110其平板状的水银释放部111被平板状的烧结体部112夹着。在这种情况下,水银释放部111被两个烧结体部112夹着,因此,水银释放部111的加热效率高,能够进一步提高水银释放效率。又可以利用片材加工方法,用压力成型加工方法制作,因此能够使制作工序进一步简易化。但是,也可以采用图24所示的结构(平板状结构)以外的其他结构。例如图25所示的水银释放体113是将图24所示的平板状结构屈曲使其形成大致为圆筒状。或,又可以像图26所示的水银释放体114那样,形成水银释放部111的端面被烧结体部112覆盖的结构。图26所示的结构的情况下,水银释放部111的端面被烧结体部112覆盖,表面与背面连续,因此,可以得到提高涡流电流效率的效果。
还有,如果是水银释放部111利用烧结体部112覆盖,也可以在水银释放体的一部分(上述烧结体部的一部分)设置狭缝。图25和图26所示的结构也可以说是在水银释放体的一部分上形成狭缝的形态,但是也可以相对于例如图1所示的水银释放体100的长边方向的中心轴X100平行设置狭缝,或垂直设置狭缝,或倾斜设置狭缝。
水银释放体在烧结体部的一部分上设置狭缝时,容易从狭缝部分释放出水银,能够进一步提高水银释放效率,另一方面,由于也会产生因狭缝的存在而涡流电流效率下降的问题,因此形成狭缝的情况下的设计有必要仔细考虑。
(4)变形例4
图27是本发明的第1实施方式的水银释放体的变形例4的立体图。本发明第1实施方式的水银释放体的变形例4(以下称为「水银释放体115」),是将本发明第1实施方式的水银释放体的变形例3的平板状水银释放部111上只在一个面上叠层烧结体部112的叠层体螺旋状卷绕形成的。具体地说,将烧结体部112与水银释放部111叠层,然后将叠层体螺旋状卷绕,最终使烧结体部112处于外侧。在这种情况下,可以是水银释放部111的一个面用烧结体部112覆盖,也可以是水银释放部111的两个面用烧结体部112覆盖。
对于这样的水银释放体115,由于通过对包括其内部总体上用高频加热方法进行加热,因此能够进一步提高水银释放效率。
(5)变形例5
图28是本发明第1实施方式的水银释放体的变形例5的立体图。本发明第1实施方式的水银释放体的变形例5(以下简称为「水银释放体116」)与本发明第1实施方式的水银释放体100形状不同。因此下面对其形状进行详细说明,而对其他点的说明则省略。
水银释放体116是在棒状的水银释放部101上卷绕带状的烧结体部117。借助于这样的结构,即使是不将水银释放部101与烧结体部117同时挤压出,在形成作为水银释放部101的棒状体的坯料后,卷绕作为烧结体部117的坯料,也能够使水银释放体116成型。
(6)变形例6
图29表示本发明第1实施方式的水银释放体的变形例6的部分切开的立体图。本发明第1实施方式的水银释放体的变形例6(以下简称为「水银释放体118」)与本发明第1实施方式的水银释放体100形状不同。因此下面对其形状进行详细说明,而其他方面的说明省略。
水银释放体118为球形,在球形的水银释放部119的整个外侧上叠层烧结体部120。
水银释放体118其外侧全部用烧结体部120覆盖,因此在移送水银释放体118时,可以不直接接触到含水银的水银释放部119地进行操作,因此能够提高操作安全性。还有,只要是水银释放部119全部被烧结体部120所覆盖,并不限于球状,也可以是多面体形状等(例如剖面为矩形或剖面为六角形等)。在球形的情况下,由于没有角,可以防止在移送时水银释放体118相互之间发生冲撞造成损伤。又,球形的情况下,输送时比其他形状更容易在输送容器中装紧,因此能够提高输送效率。
工业应用性
本发明可以广泛使用于水银释放体、使用水银释放体的低压放电灯的制造方法、低压放电灯、照明装置、以及液晶显示装置。
Claims (14)
1.一种水银释放体,其特征在于,具有包含钛(Ti)与汞(Hg)的金属间化合物的水银释放部,所述金属间化合物包含Ti1.73Hg。
2.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,所述金属间化合物包含相对于所述水银释放部的全部水银具有40重量%以上100重量%以下的范围内的水银量的所述Ti1.73Hg。
3.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,所述金属间化合物除所述Ti1.73Hg外的残余部是Ti3Hg。
4.权利要求2所述的水银释放体,其特征在于,所述金属间化合物除所述Ti1.73Hg外的残余部是Ti3Hg。
5.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,所述水银释放部被容纳于至少一部分具有开口部的容器的内部。
6.权利要求5所述的水银释放体,其特征在于,所述容器用铁以及镍中的至少一种以上形成。
7.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,具备所述水银释放部、以及覆盖所述水银释放部的金属烧结体构成的烧结体部。
8.权利要求7所述的水银释放体,其特征在于,所述烧结体部形成为多孔状。
9.权利要求6所述的水银释放体,其特征在于,所述烧结体部的气孔率为5%以上。
10.权利要求7所述的水银释放体,其特征在于,所述烧结体部的气孔率为5%以上。
11.一种低压放电灯的制造方法,其特征在于,包含
将权利要求1所述的水银释放体插入玻璃管内部的工序;以及
对所述水银释放体进行加热的工序。
12.一种低压放电灯,其特征在于,具备:
玻璃管;
封装于所述玻璃管的至少一端部的引线;以及
在所述引线的位于玻璃管内部的端部安装的电极,
所述引线的位于所述玻璃管内的部分或所述电极上固定权利要求1所述的水银释放体。
13.一种照明装置,其特征在于,具备权利要求12所述的低压放电灯。
14.一种液晶显示装置,其特征在于,具备权利要求13所述的照明装置。
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